Effects of resistance training on metabolic and cardiovascular responses to a maximal cardiopulmonary exercise test in Parkinson`s disease.

OBJECTIVE: To evaluate the effects of resistance training on metabolic and cardiovascular responses during maximal cardiopulmonary exercise testing in patients with Parkinson's disease.
METHODS: Twenty-four patients with Parkinson's disease (modified Hoehn and Yahr stages 2 to 3) were randomly assigned to one of two groups: Control or Resistance Training. Patients in the Resistance Training Group completed an exercise program consisting of five resistance exercises (two to four sets of six to 12 repetitions maximum per set) twice a week. Patients in the Control Group maintained their usual lifestyle. Oxygen uptake, systolic blood pressure and heart rate were assessed at rest and during cycle ergometer-based maximal cardiopulmonary exercise testing at baseline and at 12 weeks. Assessments during exercise were conducted at absolute submaximal intensity (slope of the linear regression line between physiological variables and absolute workloads), at relative submaximal intensity (anaerobic threshold and respiratory compensation point) and at maximal intensity (maximal exercise). Muscle strength was also evaluated.
RESULTS: Both groups had similar increase in peak oxygen uptake after 12 weeks of training. Heart rate and systolic blood pressure measured at absolute and relative submaximal intensities and at maximal exercise intensity did not change in any of the groups. Muscle strength increased in the Resistance Training but not in the Control Group after 12 weeks.
CONCLUSION: Resistance training increases muscle strength but does not change metabolic and cardiovascular responses during maximal cardiopulmonary exercise testing in patients with Parkinson's disease without cardiovascular comorbidities.

RCT Entities:   Population Interventions Outcomes

INTRODUCTION

Parkinson’s disease (PD) is a progressive neurodegenerative disorder characterized by nigrostriatal dopaminergic system dysfunction and resultant motor symptoms, such as bradykinesia, resting tremor, rigidity and postural instability.(,) Besides motor symptoms, PD patients also tend to have metabolic and cardiovascular dysfunctions either at rest(–) or during stressful events such as exercise.(–) Attenuated metabolic and cardiovascular responses in submaximal and maximal cardiopulmonary exercise testing have recently been reported in patients with PD.() Blunted responses to exercise may increase cardiovascular risk in these patients.(,) Hence the significance of investigating strategies to offset such impairments.

Resistance training (RT) is recommended to PD patients in order to improve muscle strength, functionality (e.g., walking capacity) and quality of life.() Resistance training has also been shown to improve cardiac autonomic dysfunction at rest and during stressful conditions such as orthostatic stress in this population.() These findings suggest RT may also enhance cardiovascular responses to exercise. However, this hypothesis remains to be confirmed.

Resistance training has been shown to increase peak oxygen uptake (VO2peak) in patients suffering from other conditions (cognitive impairment, hemiparesis, etc).(,) Still, in PD patients in particular, RT failed to induce changes in VO2peak(,) and RT-related effect remains to be confirmed. However, assessment of responses to submaximal exercise (i.e., responses at absolute submaximal workloads and ventilatory thresholds) is even more relevant in these patients, since these responses mirror effort intensity associated with daily activities.() Fernández-Lezaun et al., reported improvement of responses to submaximal exercise in older adults without PD following RT.() Enhanced cardiovascular responses to submaximal RT may improve the quality of life of these patients.() Despite the relevance of this topic, to the best of our knowledge the effects of training on responses to submaximal exercise have not been investigated in PD patients to date.

This study was designed to test the hypothesis that RT improves responses obtained at submaximal intensities during maximal cardiopulmonary exercise testing in patients with PD without changing maximal metabolic (i.e., VO2) and cardiovascular (i.e., heart rate – HR and systolic blood pressure – SBP) parameters.

OBJECTIVE

To evaluate the effects of resistance training on metabolic and cardiovascular responses during maximal cardiopulmonary exercise testing in patients with Parkinson’s disease.

METHODS

Subjects

Volunteers were recruited from Associação Brasil Parkinson. Inclusion criteria were as follows: ≥50 years of age; stages 2 to 3 of the modified Hoehn and Yahr scale;() no other neurological disorder, hypertension or cardiovascular disease diagnosis; not taking medications with potential direct cardiovascular effects except for those required to treat PD; no limitations to engage in RT. Patients who experienced changes of type or dose of regular medications during the study, engaged in additional physical exercise programs or attended to less than 80% of RT sessions were excluded.

This paper was based on data extracted from a larger study approved by the Ethics Committee of the Faculdade de Educação Física e Esporte of Universidade de São Paulo (2011/42) and registered at Brazilian Clinical Trials Registry (RBR-5YC53K). All patients read and signed an informed consent form prior to enrollment. Findings derived from the analysis RT effects on resting conditions have been published.()This paper specifically addresses responses during exercise.

Experimental design

This prospective, randomized controlled study with parallel design was conducted at the Faculdade de Educação Física e Esporte of Universidade de São Paulo, between February 2012 and March 2015. Patients with PD were randomly allocated to one of two groups: Control Group (CG) or Resistance Training Group (RTG), as previously described.()

Physiological responses during maximal cardiopulmonary exercise testing were assessed at baseline (beginning of the study) and at 12 weeks. In the RTG, post-intervention assessments were carried out at least 48 hours after the last training session. Patients were assessed in the “on” state (i.e., action phase of medication).

Experimental procedures

Detailed description of maximal cardiopulmonary exercise testing procedures have been given elsewhere.()Tests were conducted on a cycle ergometer (Lode, Corival, Netherlands) by a physician with extensive experience (more than 10 years) in maximal exercise testing. Fifteen to twenty minutes prior to testing, patients were familiarized with the cycle ergometer by pedaling at a comfortable intensity for 2 to 3 minutes. Patients were then allowed to rest until cardiovascular parameters returned to baseline and tested. Individualized ramp protocols were selected to induce fatigue within 8 to 12 minutes of test start. These involved increments ranging from 3 to 15 watts per minute according PD severity and level of physical conditioning. Pedaling frequency ranged from 50 to 60rpm. Tests were discontinued whenever subjects were unable to maintain pedaling frequency. The same ramp increments were used in baseline and 12-week assessments.

Heart rate was recorded at 30-second intervals via continuous 12-lead echocardiogram monitoring (CardioPerfect®, ST 2001, Netherlands). Auscultatory blood pressure was measured by a blinded technician every 2 minutes using a mercury sphygmomanometer. Respiratory gas exchange was measured by breath-by-breath analysis using a metabolic cart (Medical Graphics Corporation, CPX/D, United States) and data collected at 30-second intervals averaged.

Peak HR, SBP and VO2 were defined as the highest value obtained during the exercise phase of the test and corresponded to maximal test responses. Responses to submaximal relative intensities were assessed at ventilatory thresholds (i.e., anaerobic threshold – AT – and respiratory compensation point – RCP)(,) determined by two independent experts, with discrepancies solved by consensus. Responses to submaximal absolute intensities were assessed by comparing the slope of the linear regression line between physiological parameters (VO2, HR and SBP values) recorded at baseline and after 12 weeks of exercise practice.() Regression was based on values measured during exercise. Individual linear regression slope lines were used in the analysis.

Interventions

The RT program consisted of two exercise sessions per week with a rest period of 3 to 4 days in-between. Training sessions were supervised by an experienced strength coach. The RT program included lower limb (horizontal leg press, squat and rotary calf) and upper limb (lat pulldown and chest press) resistance exercises. Training load increased progressively from two to four sets of six to 12 repetition maximum (RM), as detailed elsewhere.() Training load increments were as follows: first and second weeks, two sets of 10-12 RM; third and fourth weeks, three sets of 10-12 RM); fifth and sixth week, three sets of 8-10 RM; seventh to tenth week, four sets of 8-10 RM; 11st and 12nd weeks, four sets of 6-8 RM. The rest period between exercises and sets was 2 minutes. Workload increased progressively throughout the intervention period. Load increments were introduced whenever patients were able to execute two consecutive sessions with the same load.

Patients in the CG were instructed to maintain their usual lifestyle during the experimental period and were evaluated at baseline and at 12 weeks only.

Muscle strength

Resistance training efficacy was estimated according to muscle strength. After two familiarization sessions 48 hours apart, muscle strength was assessed using the 1RM test in the leg press exercise, as per the Brown et al., protocol() and details given elsewhere.() Muscle strength was reassessed at 12 weeks.

Statistical analysis

Data normality and homogeneity were investigated using the Shapiro-Wilk and Levene test respectively. Data were submitted to logarithmic transformation as needed (i.e., HRpeak, HRslope and VO2slope). Patient characteristics were compared between groups using the t or the χ2 test. Two-way mixed design analysis of variance (ANOVA - análise de variância) using group (CG versus RTG) as a between main factor and time (baseline and 12 weeks) as a within main factor was conducted to examine the effects of RT. Whenever F-values were significant, the Newman-Keuls post-hoc test was used for multiple comparisons. Variables (i.e., SBP) that differed between groups at baseline were submitted to covariance analysis (ANCOVA - análise de covariância) using baseline values as covariates. Effect size (ES) was calculated for each outcome using Cohen’s d.() Effect size was categorized as small (ES≤0.49), medium (ES 0.50-0.79) or large (ES≥0.80). The level of significance was set at p<0.05. Data were expressed as means±standard deviation.

RESULTS

Forty-four PD patients signed the informed consent form. Of these, 30 were randomly allocated to the RTG (n=15) or the CG (n=15). Four patients in the CG and two patients in the RTG dropped out of the study during the intervention period. A total of 24 patients completed the study (11 and 13 patients, CG and RTG, respectively) and had their data analysed (Figure 1).

Figure 1

Flowchart of participants

Patient characteristics were similar between groups at baseline (Table 1). Patients in the RTG completed more than 90% of training sessions. Lower limb strength remained unchanged in the CG (90±26kg versus 82±26kg) but increased significantly in RTG (90±24kg versus 108±29kg) after 12 weeks of RT. Muscle strength differed significantly between groups at 12 weeks (F [1,22] = 83.159; p<0.01).

Table 1

Characteristics of patients with Parkinson Disease allocated to the Control or the Resistance Training Group

		ControlGroup(n=11)	ResistanceTraining Group(n=13)	p value
Physical characteristics
	Sex, male/ female	8/ 3	11/ 2	0.48
	Age, years	62±9	67±8	0.12
	Body mass index, kg/m²	27.1±3.4	25.9±3.6	0.43
PD characteristics
	Disease duration, years	9±4	9±4	0.94
	Hoehn & Yahr modified, stage 2/2.5/3	5/ 2/ 4	6/ 2/ 5	0.98
Medication use
	Levodopa/carbidopa	11	11	0.18
	Dopamine agonist	6	5	0.43
	Amantadine	4	6	0.63
	Selegiline	2	3	0.77

Data expressed as n or mean±standard deviation.

PD: Parkinson’s disease.

Baseline VO2peak did not differ between groups. However, both groups experienced similar significant increase in VO2peak after the intervention (F[1,22] = 0.0338; p=0.86 and p<0.01, interaction effect and main effect of time respectively) (Table 2). Resting VO2peak AT and RCP were also similar between groups at baseline and remained unchanged over time. Likewise, peak VO2 increase according to workload increments (slope line between VO2 and workload) was similar between groups and remained unchanged over time.

Table 2

Metabolic and cardiovascular responses assessed at rest and at submaximal and maximal intensities during cardiopulmonary exercise testing conducted at baseline and at 12 weeks with Parkinson disease patients in the Control and the Resistance Training group

	Control Group		ES	Resistance Training Group		ES	F-values	p value
	Baseline	12 weeks		Baseline	12 weeks
Peak workload (watts	107±54	107±58	0.01	93±37	96±38	0.09	F[1,22]=0.5877	0.45
VO2slope, mL.kg−1.min−1/watt†	−1.03±0.38	−0.86±0.14	0.75	−0.90±0.21	−0.88±0.12	0.05	F[1,22]=1.1013	0.31
VO2AT, mL.kg.−1min−1	9.7±2.1	9.7±2.2	0.00	10.3±2.3	10.3±2.8	0.02	F[1,22]=0.0090	0.93
VO2RCP, mL.kg.−1min−1	14.4±3.5	13.8±3.6	0.03	14.6±2.4	15.7±3.0	0.40	F[1,20]=1.7885	0.20
VO2peak, mL.kg.−1min−1	17.8±5.5	18.6±5.8*	0.14	18.0±4.2	18.8±4.4*	0.20	F[1,22]=0.0338	0.86
HRrest, bpm	76±8	76±11	0.06	73±8	72±10	0.16	F[1,22]=0.2541	0.62
HRslope, bpm/watt†	−0.28±0.19	−0.24±0.29	0.18	−0.38±0.17	−0.47±0.26	0.44	F[1,22]=3.3466	0.08
HRAT, bpm	110±13	108±12	0.17	98±17	99±17	0.07	F[1,22]=0.6767	0.42
HRRCP, bpm	126±14	124±15	0.13	114±22	118±22	0.19	F[1,20]=2.0427	0.17
HRpeak, bpm†	2.16±0.06	2.15±0.06	0.24	2.10±0.09	2.10±0.10	0.03	F[1,22]=2.3841	0.14
SBPrest, mmHg	113±13	107±12	0.47	122±18#	119±14#	0.16	F[1,22]=0.1535	0.70
SBPslope, mmHg/watt	0.72±0.64	0.95±0.80	0.33	0.45±0.25	0.57±0.25	0.50	F[1,18]=0.4273	0.52
SBPAT, mmHg	139±17	132±15	0.41	137±16	144±19	0.43	F[1,22]=3.1499	0.09
SBPRCP, mmHg	156±22	148±18	0.39	149±15	158±18	0.58	F[1,20]=5.6330	0.03
SBPpeak, mmHg	171±23	170±25	0.10	160±20	167±20	0.37	F[1,22]=1.6963	0.21

Results expressed as mean±standard deviation.

significantly different from baseline (p<0.05);

logarithm;

significantly different from the C Group (p<0.05).

EF: effect size; VO2: oxygen uptake; AT: anaerobic threshold; RCP: respiratory compensation point; HR: heart rate; SBP: systolic blood pressure.

Heart rate measured at rest, AT, RCP and maximal exercise, and HR slope increment per watt during testing were similar between groups and remained unchanged after 12 weeks of RT. Likewise, SBP measured at, RCP and maximal exercise, and SBP slope increment per watt during testing did not differ between groups and did not change after 12 weeks of RT.

DISCUSSION

The main finding of this study was that RT increased lower limb muscle strength but had no impact on metabolic and cardiovascular responses obtained at maximal or absolute and relative submaximal intensities during maximal cardiopulmonary exercise testing in patients with PD.

Lower limb muscle strength increase in RTG relative to the CG emphasizes the effectiveness of the training protocol employed in this study. Similar findings have been reported in previous studies,(,) in which lower limb strength also increased after RT. Neuroplastic changes in the primary motor cortex and neural adaptation to RT may explain the initial increase in lower limb strength in these patients.(–) Such strength gains may be of clinical significance in this population, given muscle mass and strength losses are correlated with poorer quality of life in patients with PD.()

Significant similar VO2peak increase at 12 weeks in both groups indicates improvements cannot be attributed to the RT program. In fact, the increase observed in the CG suggests a learning effect of multiple tests. A previous study() with PD patients submitted to three maximal cardiopulmonary exercise tests on different days revealed significant increases in VO2peak between the first and the second test. Patients in this study may have experienced similar effects.

The lack of effect of RT on VO2peak is in keeping with previous studies that also failed to detect changes in VO2peak in response to RT in patients with PD.(,) This finding is also consistent with a previous study conducted by this research group,() in which VO2peak remained unchanged after 16 weeks of resistance and power training in healthy elderly. In contrast, studies conducted with other populations of adult patients with neurological impairments or chronic neurologic diseases (cognitive impairments or chronic hemiparesis) reported VO2 increase after RT.(,) This discrepancy may reflect different pathophysiological changes in different neurological diseases and their respective impact on patient response to RT. Therefore, it could be argued that, at least in patients with mild to moderate stage PD, RT has no effect on VO2peak.

A differential of this study was the investigation of submaximal exercise parameters which are less impacted by motor disabilities associated with PD.() For this purpose, patients were assessed at both absolute and relative submaximal exercise intensities. Responses to absolute submaximal intensity were assessed according to metabolic and cardiovascular changes in response to workload increments, whereas responses to relative submaximal intensity were assessed at AT and RCP. Contrary to the research hypothesis, RT had no impact on VO2, HR or SBP responses at absolute and relative submaximal intensities. This finding is congruent with a previous study addressing responses to RT at absolute and relative submaximal intensities in subjects without PD.() Therefore, is spite selection of parameters which are less affected by the disease-related limitations, this study failed to demonstrate significant impacts of RT on responses during progressive exercise testing.

Enhanced metabolic and cardiovascular responses during maximal cardiopulmonary exercise testing are associated with better quality of life in patients with PD. Such responses have been obtained with aerobic training in this population.(,) Still, RT can improve muscle strength, functionality (e.g., walking capacity) and quality of life in patients with PD.(,,,,,,) Findings of this study support recommendations of combined aerobic and strength training in exercise programs designed for patients in the mild to moderate stages of PD.

Study limitations

This study has some limitations. Exclusion of patients diagnosed with hypertension or any other cardiovascular disease limited sample size. However, such exclusions were deemed important to tease out the effects of RT on metabolic and cardiovascular changes inherent to PD. Also, selected patients were at stages 2 to 3 of the modified Hoehn & Yahr scale. Therefore, findings may not apply to patients in other stages of PD.

CONCLUSION

Twelve weeks of resistance training improves lower limb muscle strength but does not affect metabolic or cardiovascular responses obtained at submaximal and maximal intensities during maximal cardiopulmonary exercise testing in patients with Parkinson’s disease with no cardiovascular comorbidities.

INTRODUÇÃO

A doença de Parkinson (DP) é um distúrbio neurodegenerativo caracterizado pela disfunção do sistema dopaminérgico nigroestriatal e por sintomas motores, como bradicinesia, tremor em repouso, rigidez e instabilidade postural.(,) Além de sintomas motores, os pacientes também tendem a apresentar disfunções metabólicas e cardiovasculares em repouso(–) ou durante eventosestressantes, como o exercício.(–) Respostas metabólicas e cardiovasculares atenuadas durante teste cardiopulmonar com exercício em intensidades submáxima e máxima foram recentemente relatadas em pacientes com DP.() Respostas atenuadas ao exercício podem aumentar o risco cardiovascular nesses pacientes.(,) Daí a importância de se investigarem estratégias que possam compensar essas limitações.

O treinamento resistido (TR) é recomendado em pacientes com DP para melhorar a força muscular, a funcionalidade (capacidade de andar, por exemplo) e a qualidade de vida.() Sabe-se que o TR também melhora a disfunção autonômica cardíaca no repouso e em situações de estresse (estresse ortostático, por exemplo) nessa população.() Esses achados sugerem que o TR também pode melhorar as respostas cardiovasculares induzidas pelo exercício. Entretanto, essa hipótese ainda não foi confirmada.

O TR melhora o consumo máximo de oxigênio (VO2max) em pacientes que padecem de outras condições, como limitações cognitivas, hemiparesia e outras.(,) Entretanto, nos pacientes com DP em particular, o TR não induziu alterações do VO2max,(,) e os efeitos do TR carecem de confirmação. Entretanto, a avaliação das respostas induzidas pelo exercício submáximo, isto é, respostas obtidas com cargas de trabalho absolutas submáximas e em limiares ventilatórios, é ainda mais relevante nesses pacientes, visto que tais respostas espelham a intensidade de esforço envolvida nas atividades diárias.() Melhoras das respostas ao exercício submáximo foram relatadas por Fernández-Lezaun et al., em idosos sem DP após o TR.() A melhora das respostas cardiovasculares relacionadas ao TR submáximo pode contribuir para a qualidade de vida desses pacientes.() Apesar da relevância do assunto, até onde se sabe, os efeitos do TR sobre as respostas ao exercício submáximo ainda não foram investigados em pacientes com DP.

Este estudo foi idealizado para testar a hipótese de que o TR melhora as respostas submáximas durante o teste de esforço cardiopulmonar máximo em pacientes com DP, sem alterar parâmetros metabólicos (VO2) e cardiovasculares (frequência cardíaca – FC e pressão arterial sistólica – PAS) máximos.

OBJETIVO

Avaliar os efeitos do treinamento resistido nas respostas metabólicas e cardiovasculares ao teste de esforço cardiopulmonar máximo em pacientes com doença de Parkinson.

MÉTODOS

Participantes

Os voluntários foram recrutados na Associação Brasil Parkinson. Foram adotados os seguintes critérios de inclusão: mais de 50 anos de idade, estágios 2 a 3 na escalamodificada de Hoehn e Yahr;() ausência de outros distúrbios neurológicos, hipertensão ou diagnóstico de doença cardiovascular; sem uso de medicações com possibilidade de efeito cardiovascular direto, exceto as necessárias para o tratamento da DP e sem limitações quanto à prática do TR. Os pacientes que precisaram de alteração de tipo ou dosagem das medicações tomadas regularmente durante o estudo, envolveram-se em outros programas de exercício físico ou tiveram presença em menos de 80% das sessões de TR foram excluídos.

Este artigo foi baseado em dados extraídos de um estudo maior aprovado pelo Comitê de Ética da Faculdade de Educação Física e Esporte da Universidade de São Paulo (2011/42) e registrado no Registro Brasileiro de Ensaios Clínicos (RBR-5YC53K). Todos os pacientes leram e assinaram um termo de consentimento informado antes da inclusão. Os achados da análise dos efeitos de TR sobre condições de repouso foram publicados.() Este artigo aborda especificamente as repostas durante o exercício.

Desenho experimental

Este estudo prospectivo randomizado controlado com desenho paralelo foi realizado na Faculdade de Educação Física e Esporte da Universidade de SãoPaulo entre fevereiro de 2012 e março de 2015. Os pacientes com DP foram alocados aleatoriamente para um de dois grupos: Grupo Controle (GC) ou GrupoTreinamento Resistido (GTR), conforme descrição prévia.()

As respostas fisiológicas durante teste de esforço cardiopulmonar máximo foram avaliadas no início do estudo e após 12 semanas. No Grupo TR, as avaliações pós-intervenção foram realizadas passadas pelo menos 48 horas da última sessão de treinamento. Os pacientes foram avaliados sob efeito da medicação (on state).

Procedimentos experimentais

Os procedimentos envolvidos no teste de esforço cardiopulmonar máximo foram detalhados em outra publicação.() Os testes foram realizados em um cicloergômetro (Lode, Corival, Países Baixos), por um médico com larga experiência (mais de 10 anos) em teste de exercício máximo. Os pacientes foram familiarizados com o cicloergômetro exercitando-se a uma intensidade confortável por 2 a 3 minutos, 15 a 20 minutos antes do teste, descansando até a normalização dos parâmetros cardiovasculares, e foram testados em seguida. Protocolos individualizados com inclinação foram selecionados para induzir a fadiga entre 8 e 12 minutos após o início do teste. Os protocolos envolveram incrementos de 3 a 15 watts por minuto, de acordo com a gravidade da DP e o nível de condicionamento físico. A frequência de pedalagem variou de 50 a 60rpm. Os testes eram interrompidos sempre que os participantes se mostravam incapazes de manter a frequência de pedalagem. Os mesmos incrementos de inclinação foram empregados na avaliação inicial e na avaliação na 12ᵃ semana.

A FC foi registrada a intervalos de 30 segundos, por meio de ecocardiograma de 12 derivações (CardioPerfect®, ST 2001, Países Baixos). A pressão arterial auscultatória foi mensurada a cada 2 minutos, por meio de um esfigmomanômetro de mercúrio, por um técnico que desconhecia a alocação dos grupos. A troca de gases respiratórios foi mensurada por meio de análise respiração a respiração, empregando-se um analisador metabólico (Medical Graphics Corporation, CPX/D, Estados Unidos) e calculando-se a média dos dados coletados a intervalos de 30 segundos.

Frequência cardíaca, PAS e VO2max máximos foram definidos como os valores mais altos obtidos durante a fase de exercício do teste e representaram as respostas máximas obtidas no teste. As respostas a intensidades submáximas relativas foram avaliadas nos limiares ventilatórios (isto é, limiar anaeróbico (LA) e ponto de compensação respiratório – PCR)(,) determinados por dois especialistas independentes, sendo as discrepâncias resolvidas por consenso. As respostas a intensidades submáximas absolutas foram avaliadas comparando-se a inclinação da linha de regressão linear entre os parâmetros fisiológicos (valores de VO2, FC e PAS) registrados no início do estudo e após 12 semanas de treinamento.() A regressão foi baseada nos valores mensurados durante o exercício. As inclinações (INCL) das linhas de regressão individuais foram empregadas na análise.

Intervenções

O programa de TR consistiu em duas sessões de exercício por semana, com período de repouso de 3 a 4 dias entre ambas. As sessões de treinamento foram supervisionadas por um treinador experiente. O programa de TR incluiu exercícios resistidos para membro inferior (leg press horizontal, agachamento e panturrilha na máquina) e superior (puxada costas-peito/lat pulldown e supino vertical convergente). A carga de treinamento aumentou progressivamente de duas para quatro séries de seis a 12 repetições máximas (RM), conforme descrição prévia.() Foram empregados os seguintes incrementos: primeira e segunda semanas, duas séries de 10-12 RM; terceira e quarta semanas, três séries de 10-12 RM; quinta e sexta semanas, três séries de 8-10 RM; sétima à décima semana, quatro séries de 8-10 RM; 11ᵃ e 12ᵃ semanas, quatro séries de 6-8 RM. O período de descanso entre os exercícios e séries foi de 2 minutos. A carga de trabalho aumentou progressivamente ao longo do período de intervenção. Os incrementos de carga eram introduzidos sempre que os pacientes conseguiam executar duas sessões consecutivas com a mesma carga.

Os pacientes do GC foram orientados a manter o estilo de vida usual durante o período experimental, tendo sido avaliados somente no início do estudo e na 12ᵃ semana.

Força muscular

A eficácia do TR foi estimada com base na força muscular. Após duas sessões de familiarização com intervalo de 48 horas, a força muscular foi avaliada por meio do teste de uma RM no leg press, conforme o protocolo de Brown et al.,() e descrição prévia.() A força muscular foi reavaliada após 12 semanas.

Análise estatística

A normalidade e a homogeneidade dos dados foram testadas empregando-se os testes de Shapiro-Wilk e Levene, respectivamente. Os dados foram submetidos à transformação logarítmica conforme necessário (isto é, FCMAX, FCINCL e VO2INCL). As características dos pacientes foram comparadas entre os grupos por meio do teste t ou do teste do χ2. A análise de variância (ANOVA) de duas vias com desenho misto, adotando-se grupo (GC ou GTR) como fator de variação “entre grupos” e o tempo (início e 12 semanas) como fator de variação “intragrupos” foi realizada para avaliar os efeitos do TR. Nos casos em que os valores F foram significantes, o teste post-hoc de Newman-Keuls foi empregado para comparações múltiplas. A PAS que diferiu entre os grupos na análise inicial foi submetida à análise de covariância (ANCOVA), adotando-os valores iniciais como covariáveis. O tamanho do efeito (TE) foi calculado para cada desfecho empregando-se o d de Cohen.() O TE foi classificado como pequeno (TE≤0,49), médio (TE 0,50 a 0,79) ou grande (TE≥0,80). O nível de significância adotado foi de p<0,05. Os dados foram expressos como médias±desvio-padrão.

RESULTADOS

Assinaram o termo de consentimento informado 44 pacientes com DP. Destes, 30 foram alocados aleatoriamente para o GTR (n=15) ou o GC (n=15). Quatro pacientes do GC e dois do GTR se desligaram do estudo durante o período de intervenção. Ao todo, 24 pacientes completaram o estudo (11 e 13 pacientes do GC e GTR, respectivamente) e tiveram seus dados analisados (Figura 1).

Figura 1

Fluxograma dos participantes

As características dos pacientes não diferiram entre os grupos no início do estudo (Tabela 1). Os pacientes do GTR completaram mais de 90% das sessões de treinamento. A força muscular dos membros inferiores se manteve inalterada no GC (90±26kg versus 82±26kg), mas aumentou de forma significante no GTR (90±24kg versus 108±29kg) após 12 semanas de TR. A força muscular diferiu de forma significante entre os grupos após 12 semanas (F[1,22] = 83,159; p<0,01).

Tabela 1

Características dos pacientes com doença de Parkinson alocados para Grupo Controle ou Grupo Treinamento Resistido

		GrupoControle(n=11)	Grupo TreinamentoResistido(n=13)	Valorde p
Características físicas
	Sexo masculino/feminino	8/3	11/2	0,48
	Idade, anos	62±9	67±8	0,12
	índice de massa corporal, kg/m²	27,1±3,4	25,9±3,6	0,43
Características da DP
	Duração da doença, anos	9±4	9±4	0,94
	Hoehn e Yahr modificado, Estágio 2/2,5/3	5/2/4	6/2/5	0,98
Uso de medicações, n
	Levodopa/carbidopa	11	11	0,18
	Agonista da dopamina	6	5	0,43
	Amantadina	4	6	0,63
	Selegilina	2	3	0,77

Resutlados expressos por n ou média±desvio-padrão.

DP: doença de Parkinson.

Os valores iniciais de consumo de oxigênio não diferiram entre os grupos. Entretanto, ambos os grupos apresentaram aumento significante semelhante de VO2max após a intervenção (F[1, 22] = 0,0338; p=0,86 e p<0,01, efeito da interação e efeito do tempo, respectivamente) (Tabela 2). O VO2, o LA e o PCR de repouso também foram semelhantes entre os grupos no início do estudo e se mantiveram inalterados ao longo do tempo. Analogamente, o aumento do VO2max, de acordo com o incremento da carga de trabalho (inclinação da linha de regressão entre VO2 e carga de trabalho), foi semelhante entre os grupos no início do estudo e se manteve inalterado ao longo do tempo.

Tabela 2

Respostas metabólicas e cardiovasculares avaliadas em repouso e nas intensidades submáxima e máxima durante o teste de esforço cardiopulmonar realizado no início do estudo e após 12 semanas em pacientes com doença de Parkinson alocados para o Grupo Treinamento Resistido ou Grupo Controle

	Grupo Controle		TE	Grupo Treinamento Resistido		TE	Valores F	Valor de p
	Inicial	12 semanas		Inicial	12 semanas
Carga máxima de trabalho, watts	107±54	107±58	0,01	93±37	96±38	0,09	F[1,22]=0,5877	0,45
VO2INCL, mL.kg−1.min−1/watt†	-1,03±0,38	−0,86±0,14	0,75	−0,90±0,21	−0,88±0,12	0,05	F[1,22]=1,1013	0,31
VO2LA, mL.kg.−1min−1	9,7±2,1	9,7±2,2	0,00	10,3±2,3	10,3±2,8	0,02	F[1,22]=0,0090	0,93
VO2PCR, mL.kg.−1min−1	14,4±3,5	13,8±3,6	0,03	14,6±2,4	15,7±3,0	0,40	F[1,20]=1,7885	0,20
VO2max, mL.kg.−1min−1	17,8±5,5	18,6±5,8*	0,14	18,0±4,2	18,8±4,4*	0,20	F[1,22]=0,0338	0,86
FCrepouso, bpm	76±8	76±11	0,06	73±8	72±10	0,16	F[1,22]=0,2541	0,62
FCINCL’, bpm/watt†	−0,28±0,19	−0,24±0,29	0,18	−0,38±0,17	−0,47±0,26	0,44	F[1,22]=3.3466	0,08
FCLA, bpm	110±13	108±12	0,17	98±17	99±17	0,07	F[1,22]=0,6767	0,42
FCPCR, bpm	126±14	124±15	0,13	114±22	118±22	0,19	F[1,20]=2,0427	0,17
FCmax, bpm†	2,16±0,06	2,15±0,06	0,24	2,10±0,09	2,10±0,10	0,03	F[1,22]=2,3841	0,14
PASrepouso, mmHg	113±13	107±12	0,47	122±18#	119±14#	0,16	F[1,22]=0,1535	0,70
PASINCL, mmHg/watt	0,72±0,64	0,95±0,80	0,33	0,45±0,25	0,57±0,25	0,50	F[1,18]=0,4273	0,52
PASLA, mmHg	139±17	132±15	0,41	137±16	144±19	0,43	F[1,22]=3,1499	0,09
PASPCR, mmHg	156±22	148±18	0,39	149±15	158±18	0,58	F[1,20]=5,6330	0,03
PASmax, mmHg	171±23	170±25	0,10	160±20	167±20	0,37	F[1,22]=1,6963	0,21

Resultados expressos por média±desvio padrão.

diferença significante em relação ao valor inicial (p<0,05);

logaritmo;

diferença significante em relação ao Grupo Controle (p<0,05).

TE: tamanho do efeito; VO2: consumo de oxigênio; INCL: inclinação; LA: limiar anaeróbico; PCR: ponto de compensação respiratória; FC: frequência cardíaca; PAS: pressão arterial sistólica.

A FC mensurada durante o repouso, no LA, no PCR e na intensidade máxima de exercício não diferiu entre os grupos e se manteve inalterada após 12 semanas, assim como o incremento da inclinação da linha de FC por watt durante o teste. Da mesma forma, a PAS mensurada durante o repouso, no LA, no PCR e na intensidade máxima de exercício, não diferiu entre os grupos e se manteve inalterada após 12 semanas, assim como o incremento da inclinação da linha de PAS por watt durante o teste.

DISCUSSÃO

O principal achado deste estudo foi que o TR aumentou a força muscular nos membros inferiores, mas não afetou as respostas metabólicas e cardiovasculares obtidas em intensidades máximas ou submáximas relativas e absolutas durante o teste de esforço cardiopulmonar máximo em pacientes com DP.

O aumento da força muscular nos membros inferiores no GTR em relação ao GC denota a eficácia do protocolo de treinamento empregado neste estudo. Achados semelhantes foram relatados em estudos anteriores,(,) nos quais a força muscular dos membros inferiores também aumentou após o TR. Alterações neuroplásticas no córtex motor primário e adaptações neurais ao TR podem explicar o ganho inicial de força nos membros inferiores nesses pacientes.(–) Tais ganhos de força podem ter relevância clínica nessa população, visto que a perda de massa muscular e força se correlacionam com pior qualidade de vida em pacientes com DP.()

O aumento significante do VO2max após 12 semanas em ambos os grupos indica que a melhora não pode ser atribuída ao programa de TR. Na verdade, o aumento observado no GC sugere um efeito de aprendizado proporcionado pela repetição dos teste. Um estudo prévio() com pacientes com DP submetidos a três testes de esforço cardiopulmonar máximo em dias diferentes revelou aumento significante do VO2max entre o primeiro e o segundo teste. Efeitos semelhantes foram observados nos pacientes analisados deste estudo.

A ausência de efeito do TR sobre o VO2max reflete os resultados de outros estudos que também não encontraram alterações do VO2max em resposta ao TR em pacientes com DP.(,) Esses achados coincidem com os de um estudo prévio realizado por este grupo de pesquisa,() no qual o VO2max se manteve inalterado em idosos saudáveis após 16 semanas de TR e de potência. Em contrapartida, estudos realizados com outras populações de pacientes adultos com comprometimento neurológico ou condições neurológicas crônicas (limitações cognitivas ou hemiparesia crônica) relataram aumento do VO2max após o TR.(,) Essa discrepância pode refletir diferenças de alterações patofisiológicas entre doenças neurológicas distintas e o respectivo impacto sobre a resposta dos pacientes ao TR. Portanto, seria cabível dizer que, pelo menos em pacientes com DP leve a moderada, o TR não afeta o VO2max.

Um diferencial deste estudo foi a investigação de parâmetros de exercício submáximo menos influenciados pelas incapacidades motoras associadas à DP.() Para que isso fosse possível, os pacientes foram avaliados nas intensidades máximas e submáximas de exercício. As respostas à intensidade submáxima absoluta foram avaliadas com base nas alterações metabólicas e cardiovasculares induzidas pelos incrementos de carga de trabalho, enquanto as respostas referentes à intensidade submáxima relativa foram avaliadas no LA e no PCR. Contrariando a hipótese, o TR não teve influência sobre o VO2, a FC ou a PAS nas intensidades submáximas absoluta e relativa. Esse achado reflete os de estudo anterior que avaliou respostas ao TR de intensidade submáxima absoluta e relativa em indivíduos sem DP.() Portanto, apesar da seleção de parâmetros que sofrem menos influência das limitações relacionadas à doença, este estudo não demonstrou impactos significantes do TR sobre as respostas obtidas durante o teste progressivo de exercício.

Respostas metabólicas e cardiovasculares superiores durante o teste de esforço cardiopulmonar máximo se traduzem em melhor qualidade de vida em pacientes com DP. Tais respostas foram obtidas com treinamento aeróbico nessa população.(,) Ainda assim, o TR pode melhorar a força muscular, a funcionalidade (capacidade de andar, por exemplo) e a qualidade de vida em pacientes com DP.(,,,,,,) Os achados deste estudo corroboram a recomendação de programas de treinamento que agregam exercícios aeróbicos e de força para pacientes com DP leve a moderada.

Limitações do estudo

Este estudo tem algumas limitações. A exclusão de pacientes com diagnóstico de hipertensão ou doença cardiovascular limitou o tamanho da amostra. Entretanto, a exclusão foi considerada necessária para separar os efeitos do TR das alterações metabólicas e cardiovasculares inerentes à DP. Além disso, uma vez que a seleção se limitou aos pacientes nos estágios 2 ou 3 da escala modificada de Hoehn e Yahr, os achados podem não se aplicar a pacientes em estágios diferentes da DP.

CONCLUSÃO

A prática do treinamento resistido por 12 semanas melhora a força muscular nos membros inferiores, mas não afeta as respostas metabólicas e cardiovasculares obtidas em intensidades máxima ou submáxima durante o teste de esforço cardiopulmonar máximo em pacientes com doença de Parkinson sem comorbidades cardiovasculares.